STEM 教育研究 Vol.3 (2021)

米国ノーザン･アリゾナ大学におけるSTEM 教員養成プログラムの概要と評価
Overview of the Professional Development of STEM Teachers Program at the Northern Arizona University, United States

奥村仁一
Northern Arizona University Center for Science Teaching and Learning
静岡市立清水桜が丘高等学校

米国は実社会の課題を主体的，領域横断的に解決する STEM 教育を推進する．米国のSTEM 教育を担う教員養成カリキュラムの日本での報告は少なく調査研究の意義は高い．
今回ノーザン・アリゾナ大学の教育プログラムと受講条件等を調査した．参加した授業の学習活動を，日本の｢大学生の学習実態調査｣の項目と学生主導学習時間の割合に適用した．
入門講座のリクルートメント・コースがプログラムへの本登録前に組まれ，学生は教員志
望と適正を確認する機会を得た．本登録後カリキュラムで科学と数学の複数教員が領域横
断的，実践的講座を段階的に進めた．授業は少人数対象の学生主導，能動的，探究的であった．多くの講座に授業実践実習が組まれ，三次元での学習(3D–Learning)に基づく｢科学的かつ工学的実践｣の授業案作成や技術活用があった．理論を教育現場で実証するエビデンス・ベースの実践的学習プログラムであった．
キーワード：米国教員養成プログラム，STEM 教員養成，教育実習，授業実践実習

１．はじめに1.1. 米国の STEM 教育の現状
米 国 で は 科 学 教 育 に お い て STEM(Science,
Technology, Engineering, Mathematics)教育改革が進行している．STEM 教育は，科学，技術，工学，
数学を領域横断的に学習する教育方法(教育システム)である．実社会や実生活の中から課題を見出し，
探 究 的 に 課 題 解 決 す る 生 徒 中 心 STEM 探 究(Student–Centered STEM Research)により，生徒が自分で主体的に学習を進めるプロジェクト基盤型
学習(Project–Based Learning, 以降 PBL と略す)等が行われる(Harland, 2011)．そして STEM カリキ
ュラムでは，グループ活動(group activity)，実験室
における探究活動(laboratory investigation)，プロジ
ェクト学習(project)などによる体験的な学習形態が伴う(Bybee, 2013)．
2015 年に｢どの学生も成功する法(Every Student
Succeeds Act)｣がオバマ政権下で成立し，STEM 教
育が連邦法で明示された．この法においては，｢ハイクオリティの教師，校長，その他の地域の学校リーダーの養成｣が法的に明示されている(長洲・出口，
2017；佐藤・熊野，2017)．またトランプ政権も STEM
教育を重要視し推進しており，2017 年９月に｢高品質の科学，技術，工学，および数学(STEM)教育へのア ク セ ス の 増 加 に 関 す る 大 統 領 覚 書 (Increasing
Access to High–Quality Science, Technology,
Engineering,andMathematics(STEM)
Education )｣(The White House, 2017)に署名してい− 3 −る．この覚書では米国経済を牽引する技術力を育成するためには，コンピュータ･サイエンス教育を含む
STEM 教育が重要であると述べている．しかし実情として，多くの生徒が質の高い STEM 教育とコンピ
ュータ･サイエンス教育を受けられない状況にあることを指摘し，教育長官に対し，法律に準拠し STEM
分野で学生に厳格な教育を提供できる教師の採用と訓練を支援することを優先課題とすることや，質の高い STEM 教育の推進に年間 2 億ドル以上の助成金を充てるという目標を設定することを指示したことが示されている．このように，米国では教科中心の教授型から領域横断的な探究型教育へのパラダイム
シフトが展開し STEM 教育改革が推進されている(National Research Council，2000). この改革に伴って米国の教員養成課程も大きく変化してきている．
米国では急速な STEM 教育の推進が行われている
ため STEM 教員の需要が非常に高いことが示されている(Teach.com)．米国教育省(U.S. Department of
Education Office of Postsecondary Education,2016)が発行した｢1990–1991 年度から 2016–2017
年 度 に お け る 教 員 不 足 地 域 全 国 リ ス ト (Teacher
Shortage Areas Nationwide Listing 1990–1991
through 2016–2017)｣にも，各州により違いはあるが総じて STEM 分野の教員不足が示されている．ア
リゾナ州では 2019 年１月時点で教員不足数の 23％が欠員のままになっており，特に STEM 分野の教員不足が深刻であることが示されている(Real Clear
Education, 2019)．また全米の学区の半数以上がSTEM 分野の教員の採用・維持に苦慮していると述STEM 教育研究 Vol.3 (2021)

べている．このように教員不足が問題となっており
STEM 教員の需要は高い．

２．調査・研究の目的と方法
2.1. 調査・研究の目的

1.2. アリゾナ州およびノーザン･アリゾナ大学のSTEM 教員養成の背景
筆者は 2018 年４月より，米国アリゾナ州のノーザ
ン・アリゾナ大学(Northern Arizona University，以降，NAU と略す)の科学教育学習センター(Center
for Science Teaching and Learning，以降 CSTL と略す)で，米国における STEM 教員(中学校・高等学
校の STEM･科学･数学の教員)養成の実態について
訪問調査を行ってきた．
NAU が所在するアリゾナ州では次世代科学スタンダード(Next Generation Science Standards, 以
降 NGSS と略す)は採択しておらず州独自のスタン
ダードを開発・活用している．しかしその内容はNGSS に沿ったものとなっており(NGSS，2011：2013) ， 科 学 的 か つ 工 学 的 実 践 (Scientific andEngineering Practices) や 三 次 元 で の 学 習 (3D–
Learning (NGSS, 2019)，アリゾナ州スタンダード
では 3D–Science と呼んでいる)を行うことを強調している(Arizona Department of Education, 2018)．
そ し て ア リ ゾ ナ 教 育 省 (Arizona Department of
Education)は STEM 教育政策を推進し，STEM 教員の大幅な増員や科学財団アリゾナ STEM イニシア
チブ(SFAz STEM)への支援等を行ってきた．
2016 年に は 省 内 に 21 世 紀 学 習 セ ン タ ー (21 Century
Learning Center) を 設 置 し (Carmacheal, 2017) ，
STEM 教育推進のためのリソース等を提供している(Arizona Department of Education ： K–12
Standards Section–STEM)．更に STEM / CTE 高品
質教員専門能力開発パイロットプログラム(STEM /CTE High Quality Teacher Professional
Development Pilot Program)を設定し，STEM 教員の養成支援も行っている(Arizona Department of
Education：Educator & School Excellence)．
なお米国において｢STEM 教員｣とは，｢STEM 教
育のスキル，指導力を持った教員｣を示していると考えられる．｢STEM｣は｢科学｣｢数学｣のような教科ではなく，教科をまたがる領域横断的な｢学習法｣である．したがって｢STEM 教員｣は｢実社会・実生活に関連する課題を教材として領域横断的に生徒の主体的かつ探究的な学習指導ができるインストラクター(指導者)のスキルを持った教員｣を指していると考えられる．NAU CSTL では第一専攻(first major, 以降
FM と略す)で｢科学｣｢数学｣分野の科目を選択した学生に対し，その専門科目をベースとして領域横断的に STEM 教育を指導するためのスキル(指導力)を持
つ STEM 教員の養成を行っている．

− 4 −米国における教員養成課程に関して調査・研究した報告は，教員養成課程の変遷についてのLabaree(2018)の論文や，Ravitch(2003)の｢A Brief
History of Teacher Professionalism ｣ (U.S.
Department of Education)等が見られ，科学教員養成に関する歴史的変化および考察等については，科学リテラシーの視点での DeBore(2000)や，教育プロ
グラムについての Dass & Yager(2009)等が見られる．また，STEM 教員養成プログラムに関する研究
報告は多数が見られるが，先行研究をまとめて考察した Wilson(2011)に多くの研究報告を見ることができる．Wilson は STEM 教員養成について，大学には 1200 以上のプログラムが存在し 130 以上の｢代替ルート｣と少なくとも同数の導入プログラムが存在すると述べている．米国は州の独自性が認められているため国による基準は基本的に存在せず，各大学ごとに多様なプログラムで教員養成が行われていると考えられる．
一方，日本における米国の教員養成についての報
告は，日本の教員養成との国際教育比較の視点からジョージア大学について(松本，2010)やウイスコン
シン州立大学について(成松･梅澤，2018)調査・研究したもの等が見られる．しかし近年急激に推進されつつある領域横断的な STEM 教育を担う教員養成がどのように実施されているのかについての概要や実態を，実際の授業に一定期間参加し調査・報告した
ものは管見の限り見当たらない．
そこで本研究では，米国における STEM 教員養成の概要を調査し報告することを目的とする．調査対
象は NAU CSTL で実施されている STEM 教員養成プログラムとした．CSTL が実施している教員養成プログラム(Professional Education Program：PEP，
以降 PEP と記す)は NAUTeach とネーミングされている．NAU CSTL の概要および NAUTeach を調査対象とした理由は，以下の第３章に示す．

2.2. 調査・研究の方法
調査は，主として２種類の方法で実施した．１つ目として｢NAUTeach 学生ハンドブック(NAUTeach
Student Handbook)｣の内容分析を中心にプログラ
ムの全体像を把握する調査を実施した．記載内容について不明な点は，CSTL の教員に聞き取り調査を行ったり，NAUTeach のベースとなった UTeach(後に説明する)の採用大学を中心に実施された UTeach
STEM Education Conference 2019(2019 年 5 月 20
～23 日，テキサス大学オースチン校で実施)に参加
し，情報収集および質問調査を実施した．調査結果

STEM 教育研究 Vol.3 (2021)

は第４～６章に示す．
次に２つ目の調査として，NAUTeach の授業を一定期間受講し，STEM 教員養成がどのように行われているのかについて調査した．調査内容の詳細と結果は第７章に示す．
最後に２種類の調査結果を示した第４～７章をまとめて，第８章に示す．

３．NAU CSTL および NAUTeach の概要
NAU は，アリゾナ州北部のフラッグスタッフ市(Flagstaff)に位置する州立大学である．フラッグス
タッフ市は米国初の STEM city に認定された STEM
教育先進都市である．NAU は 1899 年に教員養成学校として設立され 1925 年に教育大学となり総合大学へと発展した経緯をもち，教員養成には力を入れている．現在大学全体では７学部・46 学科が組織され，教育学部(College of Education: COE)は４学科からなる．NAU の教員養成機関は，アリゾナ州で唯一，教育者養成認定協議会(The Council for the
Accreditation of Educator Preparation : CAEP)から 全 国 認 定 教 員 教 育 プ ロ グ ラ ム (Nationally
Accredited Teacher Education)の認定を受けている．なお CAEP は，2013 年に既存の団体を統合し設立された公的な第三者評価機関であり，教員養成教
育の質の認証評価(Accreditation)を行っている．
COE は主として幼児教育，初等教育を中心とした幼稚園，小学校(1st grade–5th grade)の教員養成を行っている．
一方，中学校 (6th grade–8th grade)・高等学校(9th grade–12th grade)の科学・数学および STEM
教員については，高い専門性を育成する目的で環境・
森林・自然科学系学部(College of the Environment,
Forestry, and Natural Science)内に CSTL を設置し養成を行っている．COE 同様，CAEP の認証を受けている．将来，中学校・高校の科学・数学・STEM 教員を目指す学生は，学部内の６つの学科から主として学ぶ FM を１学科または複数学科選択し，さらにCSTL の PEP を別途選択する．
CSTL が実施している PEP である NAUTeach は，
テキサス大学で STEM 教員養成のために 1997 年から実施されている UTeach という PEP をベースとしている．UTeach は全米 46 大学が採用し(2017 年時点)，全米で教員養成が 20％近く減少している
2008～2012 年度に STEM 教員養成が 40％近く増加していることが報告されている(UTeach Institute，
2017)．
NAUTeach では，理論と実践・体験により深い理解を導くことにより科学，技術，工学，数学を融合した高い専門性を持った STEM 教員の養成ができるとしている．そして教員志望の大学生は受講開始の早期に教育現場体験ができ，自ら教員を目指す意思の− 5 −確認と，教員を目指す心構えを考え学ぶ期間を得ることができることが特徴となっている．NAUTeachでは 74％の卒業生が教職に定着していることも示されている(NAU CSTL, 2018)．
上記，説明した概要から，以下の理由等によりNAUTeach を調査対象とした．(1)NAU の所在する
フラッグスタッフ市は米国初の STEM city に認定された STEM 教育先進都市であり，NAU は STEM 教員養成に力を入れていること，(2)CAPE の認証評価を受けていること，(3)多くの教員養成プログラムが存在する米国において，46 大学が採用しているプロ
グラムをベースとしていること，(4)NAUTeach では
74％の卒業生が教職に定着していること，等の理由からである．

４．PEP 選択(本登録)の条件
NAU CSTL では｢NAUTeach 学生ハンドブック(NAUTeach Student Handbook)｣を示し，学生にコ
ース選択の詳細を説明している．第４～６章ではこのハンドブックを基にコースの特徴を説明する．
FM は大学２年の終わりまでに選択すればよいことになっているが， 多くの学生は１年の終了時までに決めているのが実情である．PEP は各年次の秋(前)期・春(後)期のいずれからでも選択でき，何年次からでも選択できることになっている．しかし FM
決定後でなければならず教員資格取得要件を満たすためには卒業年度が遅れる可能性が高いため，多くの学生は１年次，または２年次秋(前)期からコースを受講する場合が多い．
CSTL の実施する PEP を選択(本登録)するためには，希望学生には以下の条件が課される．
(1) FM を決定していること．
(2) 各 FM のアドバイザーとの面談・確認済みであること．
(3) 30 単位以上の専門学科科目の修得していること．
(4) NAUTeach に仮登録し受講する，入門コースであるリクルートメント・コース(Recruitment
Course)の２科目および STEM 教育コース配列(STEM Education Course Sequence)の１科目(TSM301/ 303)で｢C｣以上の評価であること．
(5) 数学基礎学力が｢C｣以上の評価であること．
(6) GPA の英語基礎学力が｢3.0｣以上の評価である
こと(ただし，3.0 未満の場合は GPA3.0 以上を達成するために承認されたライティングコース
を受験することができる)．
(7) 全ての専門教科の授業で GPA が 2.5 以上である
こと(少なくとも 12 単位以上取得していること)．
(8) 上記(7)かつ以下のいずれかであること．
① リベラル研究コース(Liberal Studies course)の累積 GPA 値が 2.5 以上であること．

STEM 教育研究 Vol.3 (2021)② すべてのコースの累積 GPA 値が 2.5 以上であること．
(9) アリゾナ州公安局(The Arizona Department of
Public Safety)から入手可能な州承認の身分証明(Verified Print(IVP))指紋クリアランスカードのコピーを提出していること．
なお仮登録により受講するリクルートメント・コースの２科目および STEM 教育コース配列の１科目(TSM301/303)の受講のために，学生は各講座毎に25–30 ドルの受講料を支払わなければならない．
上記の前提条件を満たしたものは，PEP へ本登録の手続きが認められる．申請は，春(３月 15 日)と秋
(10 月 15 日)の年２回行うことができる．また PEP
へ本登録した学生は，さらに登録料 800 ドルを追加で支払わなければならない．途中で止めても返金はされない．

5.1. リクルートメント・コース
仮登録により受講する Step.1, 2 の２段階制で講座が行われ，迷っている学生も含め将来教員を目指す可能性のある全ての学生が参加可能な入門講座(採用講座)となっている．中･高等学校の STEM，科学，数学の教員を目指す学生達は必ず受講しなければならないが，何学年からでも受講することができる．講座は以下の２講座である．
Step.1：教授への探究的取り組み(Inquiry Approaches to Teaching)(TSM–101)
Step.2：探究基盤型学習の設計(Inquiry–Based Lesson Design)(TSM–102)
Step.1 では 3 grade から 6 grade の授業観察実習が３時間と３時間分の授業実践実習が含まれており，
Step.2 では 7grade または 8 grade の授業観察実習
が２時間と３時間分の授業実践実習が含まれている．
この Step.1, 2 の授業および現場での体験実習により，学生は教員志望の意志と適性等について考える機会が与えられる．

５．NAUTeach のコース設定及びその講座と内容
NAUTeach と呼ばれている PEP では，
特に STEM
教員のニーズに焦点を当て３つのコースが設定されている(図１)．

図１ NAUTeach カリキュラムの全体像 (NAUTeach 学生ハンドブックに日本語訳を加えたもの)− 6 −STEM 教育研究 Vol.3 (2021)

・ ｢ 科 学 と 数 学 の 視 点 (Perspectives on Scienceand Mathematics)｣(２講座相当)：科学・数学の
歴史・哲学について学び，実践的なニーズ，社会的葛藤等に基づいて，科学が人類の努力により形成されてきたことを理解する．そして科学史・数学史の内容を踏まえた授業計画を作成する．
・ ｢研究方法論(Research Methods)｣：科学者が新たな知見をどのように見出すのかについて，科
学・数学の複合的視点から体験的に学習する．学生は４つの異なる課題に対して，実験計画の作成，実施，分析および考察，論文作成を行う．
・ ｢関数とモデリング(Functions and Modeling)｣(２講座相当)：数理的内容の理解と，知識に基づいた実験への応用方法について学ぶ．

5.2. STEM 教育コース配列
入門編の体験的学習内容をさらに深めるため，理論と実践の関連性に着目し体験的な学習を重ね，体験から得たエビデンスをベースとしたアプローチで教育内容と教育学の知見の統合を志向した学びを進める．
・ ｢ 数 学 と 科 学 の 知 識 と 学 習 (Knowing and
Learning in Mathematics and Science)｣(TSM–
301/303)：仮登録により受講する．個々の学習コ
ンテンツを社会・教室(学生の実生活)と関連付けて学習する視点から理論を学ぶことの意義を探究する．そして社会的課題の文脈の中で探究的な学習について体験的に学ぶ．学校現場等において 10 時間分(600 分)の教育体験実習を含む．
この教育体験実習では，学習支援の必要な生徒に対し，訪問校の教員の授業内や放課後に個別学習支援を行う．
・ ｢教室での相互のやり取り(相互作用)(Classroom
Interactions)｣(TSM–350)：教室での様々な学生達とのやり取り(相互作用)を通じて，コンテンツ開発に焦点を当て，さまざまな教授活動を分析するための理論的・実践的なフレームワークを学ぶ．学校現場での 10 時間の授業観察実習と３時間分の授業実践実習を含む．
・ ｢課題基盤型指導(Project–Based Instruction)｣(TSM–450)：課題を基盤としたおよびプロジェ
クトを基盤とした，カリキュラム開発の過程に重点を置いた授業が展開される．学生はプロジ
ェクト基盤型の授業計画を開発し高等学校で授業を実践・分析する．高等学校で 15 時間の授業
観察実習と５時間分の授業実践実習を含む．

5.4. 教育実習(Apprentice Teaching)
全ての講座修得後に，実際の学校(中学校または高等学校)で教育実習が 80 日間，実施される．

６．教育実習(Apprentice Teaching)受講の条件

5.3. 特別化した STEM コース
特別化した STEM コースでは，STEM 教員にとって特に重要な教育コンテンツの知識と体験を学習し，複数教科の学位要件を満たす．
以下の６講座が設定されており，いずれの講座も図１に示した共通の基盤概念(観点・展望(perspective)，探究方法(Research Methods)，機能とモデル化(Function & Modeling))に基づいて講座が展開される．
・ ｢機能，応用，探究(Functions, Applications, andExplorations)｣：中学校の数学を中心とした教授法の体験的学習を行う講座で，グラフ，指数関数，
三角関数，ロジスティック関数による離散系・連続系モデリングを教材として重点的に取り上げる．さらに曲線近似，極方程式，行列代数，統計の回帰式，成長・衰退指数モデル等を学習する．

− 7 −学校現場での教育実習(Apprentice Teaching)を行
うための適格要件として以下の条件が課される．
(1) PEP の３つのコースの全講座および FM における研究プログラムの単位取得を完了していること．
(2) NAU での全教科・科目の GPA が 2.5 以上であること，および PEP の GPA が 2.5 以上で｢C｣以下の成績が１つ以上ないこと(｢C｣は１つまでは許可される)．
(3) アリゾナ州教育者能力評価 (Arizona Educator
Proficiency Assessment, AEPA)または国家評価
系列(National Evaluation Series, NES)の教科
知識試験を受験していること．
(4) 教育のための十分な身体的健康だけでなく，教室での指導を行うための専門的な基準に沿った
社会的かつ情緒的な成熟・安定を持ち合わせていることを示す必要がある．
(5) 学生教育インターン資格保持者は，学位要件を満 た し 学 生 教 育 イ ン タ ー ン 証 明 書 (Student
Teaching Intern Certificate：STIC)を所持している学年・教科のクラスにおいて｢記録された教員(teacher of record)｣として教育実習を行うことができる．
(6) 留学生は別途示される条件・資格を満たさなけ
ればならない．

STEM 教育研究 Vol.3 (2021)

７．PEP の授業の実態
7.1. 実態調査の対象講座
2018 年度の前期(2018 年８月 27 日～12 月 13 日)の PEP の講座に可能な範囲で参加した．授業者およびセンター長の許可の出た講座について３つのコースをバランスよく受講するようにした．なるべく多くの種類の講座を聴講するようにしたが，時間割の重複等で受講できない授業もあった．また授業実践
実習の視察や他のプロジェクトのミーティング，学会への参加等で授業を欠席した場合があった．
聴講した授業は，センター長および授業者の許可を得て，録音および写真撮影を行った．聴講した授業と聴講時間数，参加割合は表１に示す．
リクルートメント・コースの TSM–101 と TSM–
102 は専門教科等の授業と重なって受講できないことがないよう配慮して，週２時間の授業が３セット設定されていた．また３週間の授業観察週間(Observation Week) と ， ３ 週 間 の 授 業 実 践 週 間(Teach Week)が別途設定されており，専門教科(FM)等の授業のない希望日に割り振られて，市内の中学校で体験学習を行われた．
TSM–496/596 は，コースの最後に設定されている
教育実習と併せて実施される授業で隔週実施である．

7.2. 実態調査の方法
参加授業では授業のタイムテーブルと学習内容・
活動内容を記録した．そして学習形態について，ベ
ネッセ教育総合研究所が 2016 年に実施した｢第３回大学生の学習・生活実態調査｣の調査項目を参考に，
表２に示した７項目について調査・記録した．ベネッセ教育総合研究所の調査では，各項目について年間を通して｢よくあった｣+｢ある程度あった｣の回答の割合が示されている．本調査でも同様の調査を受講講座の学生に行ったところ，全ての調査
項目で回答の割合が 100％となった．そこで実際に各項目がどのくらいの頻度で実施されているのかを確認するため，調査方法を変更し参加授業内
で調査項目が実施された場合は｢あった｣として，実施された授業回数の割合(％)を示した．また，授業で行われる学習活動を，大学教員が主導権を持って行われる学習活動(T)と学生が主導権を持って行
い教員はその学習活動をファシリテイトする学習活動(S)の２種類に大別し，その活動時間を測定・記録
した．学習活動(T)は，例えば教員がスタンダードが作られた経緯についてや改訂された部分の説明を講義形式で行ったり，教員の定めたテーマについて教員の進行に基づき学生達が議論したりする学習活動− 8 −を示す．一方，学習活動(S)は，例えば教員がスタン
ダードの特定の部分を指定し，学生達が話し合いにより内容理解を深め，各自がスタンダードの内容に則した授業案を作成したり，あるいは作成した授業
案を学生のグループ同士でシミュレーションしあい
修正意見等を出し合うなどの学習活動を示す．また学生達自身が課題やテーマを見出し学習を進める
PBL も(S)とした．記録内容は，授業後に録音音声で確認した．そして学習時間に占める割合を算出した．

7.3. 調査結果
調査結果を以下表２～４に示す．
参加業で実施されていた学習形態の割合(表２)は，
項目１～５について総じて高い値が示された．｢６．
実験や調査の機会を取り入れた｣は 49.4％，｢７．教室外での体験的な活動や実習を行う｣は 17.5％と他
表１ 聴講した講座と受講時間数・参加割合(授業時間は大学の教室等で実施する場合の１回の授業時間を示す．また
校外で行われた授業見学実習・授業実践実習等の授業時間は含まない．)

コース
名
リクル
ートメ
ントコ
ース
STEM
教育コ
ース配
列
特別化
した
STEM
コース

TSM–101

授業
時間
75 分

実施
回数
24 回

参加
回数
20 回

参加
割合
83.3%

TSM–102

75 分

24 回

9回

37.5%

TSM–303
TSM–350
TSM–450TSM–
496/596
TSM–360

75 分
90 分
75 分

31 回
33 回
31 回

26 回
31 回
25 回

83.9%
93.9%
92.6%

90 分

10 回

7回

70.0%

75 分

31 回

23 回

74.2%

TSM–404

140 分

31 回

24 回

80.0%

講座番号

表２ 参加授業で実施されていた学習形態の割合(｢6.調査｣｢7.教室外での体験的な活動や実習を伴う｣に授業観察
実習や授業実践実習は含まない．)

学習形態についての調査項目
1.少人数でのゼミ・演習形式
2.グループワークなどの協同作業
3.プレゼンテーションの機会を取り入れた

4.ディスカッションの機会を取り入れた
5.教員と学生が授業時間内にコミュニケーションがとれる
6.実験や調査の機会を取り入れた
7.教室外での体験的な活動や実習を行う

割合100.0%
100.0%
81.5%
99.7%
100.0%
49.4%
17.5%

STEM 教育研究 Vol.3 (2021)

表３ 参加授業内での大学教員主導の学習活動時間(T)と学生主導の学習活動時間(S)の割合(教員主導で行われた学生同士の話し合い等は(T)に，学生達の主体的な学習活動へ教員が参加･助言した等は(S)に分類した．)

コース名
リクルー
トメント
コース
STEM 教育コース
配列
特別化した STEM
コース

コース名
リクルー
トメント
コース
STEM 教育コース
配列
特別化した STEM
コース

S活
動%

T活
動%

TSM–101

授業時
間(分/
回)
75 分

79.9%

20.1%

TSM–102

75 分

81.8%

18.2%

TSM–303
TSM–350
TSM–450TSM–
496/596
TSM–360

75 分
90 分
75 分

80.1%
84.4%
92.0%

19.9%
15.6%
8.0%

90 分

63.5%

36.5%

75 分

79.6%

20.4%

TSM–404

140 分

89.8%

10.2%

授業番号

表４ 各授業の学生数
受講 科学専数学専攻
授業番号
学生 攻学生
学生数
数
数
TSM–101 18 名
(1 年生のため未定)
TSM–102

18 名(1 年生のため未定)

TSM–303
TSM–350
TSM–450TSM–
496/596
TSM–360

17 名
10 名
17 名

17 名
4名
9名

0名
6名
8名

13 名

5名

8名

13 名

13 名

0名

TSM–404

17 名

9名

8名

の項目と比べて値が低いが，６の｢調査｣や７の｢教室外での体験的な活動や実習｣には，学外の中学校や高等学校で行う授業観察実習や授業実践実習は含まれていないためこのような結果となったと考えられた．
表３｢参加授業内での大学教員主導の学習活動(T)と 学 生 主 導 の 学 習 活 動 (S) の 割 合 ｣ で は ， TSM–
496/596 を除き，(S)が 80–90％，(T)が 10–20％となり，学生主導の学習が多く行われていたことが示された．TSM–496/596 で他の講座より(S)が少なかったのは，教育実習(Apprentice Teaching)と併せて行われる講座であるため，実習生(学生)からの質問に対する大学教員の説明・解説や，実習校の担当教員(指導教員)からのコメント・アドバイスの説明等が他講座より多かったためと考えられる．

− 9 −

図２ 少人数でのグルー
プワーク

図３ 学生と教員が円形に座って話し合い

表４に各講座の学生数を示す．各講座とも 20 名以下の少人数で行われ，TSM–303 と TSM–360 以外は科学専攻と数学専攻の学生が一緒に受講していた．
なおリクルートメント・コースの TSM–101，TSM–
102 は受講者が全て１年生だったため FM は未定であった．また，TSM–496/596 は遠隔地の学校で教育実習をしている学生にはオンラインでの受講が認められており，5 名いた．
表２の各調査項目ごとに結果を見ると，調査項目｢1.少人数でのゼミ・演習形式｣では，表４に示した 10～18 名の学生により演習やグループワークが１回の授業内に複数回行われていた(図２)．また学生による発表も頻繁に行われていた．
授業を行う教員数は，授業内容が科学と数学に分かれている TSM–303(科学の内容)と TSM–360 は１名の教員で行われていたが，それ以外は科学と数学の教員２名(TSM–496/596 は３名)で授業が行われていた．また，通常は教員１名で行われていた TSM–
303，TSM–360 では，授業内容により担当者以外の専門教員が加わり，演習・実習のサポートや学生の質問に対応していた．
調査項目｢2.グループワークなどの協同作業｣｢4.ディスカッションの機会を取り入れた｣は，どの授業においても見られた．授業内で，２人，３人，４人と人数やメンバーを変えたり，科学・数学専攻に分かれてグループワークが行われたりしていた．知識・理解については事前に BbLearn に宿題として資料提示され，授業内ではその内容についてグループ討論
や発表を行い，理解した内容を活用して実践的学習等が行われていた(図３)．
なお BbLearn(Blackboard Learn)は，Blackboard
Inc.が開発したオンラインで行われる学習管理シス
テム(Learning Management System, LMS)である(Blackboad 社 日 本 語 サ イ ト 参 照 ) ． NAU で は
BbLearn を用いて，学習教材や宿題の提示・提出，単元復習テストの実施等が行われている．
NAUTeach でも BbLearn を活用して反転学習，資料提示，宿題の提出等が行われていた．
調査項目｢3.プレゼンテーションの機会を取り入れた｣については，81.5％の割合で実施されていた．
受講者数の少ない授業では全員に均等に発表の機会

STEM 教育研究 Vol.3 (2021)が与えられていた．受講者数が多い場合には，短時間でのグループでの話し合い後に各グループの代表者が発表したり，数時間単位のグループワークの後複数人で発表したりなど，様々な発表形態でプレゼ
ンテーションが行われていた．また，発表方法も，パワーポイント，ポスター，ホワイトボード，製作物(模型等)による発表等，様々な方法を学生達が自由に選択して行われていた．
調査項目｢5.教員と学生が授業時間内にコミュニ
ケーションがとれる｣は，100％の割合で見られた．
授業が講義形式ではなくグループワークや実践形式で行われているため，教員がグループを巡回して個別の質問に答えたり，学生が質問に行く場面が頻繁に見られた．また少人数授業であることに加えて複数教員で指導にあたるため，個別のコミュニケーシ
ョンが取りやすい条件になっていた．数学と科学の教員がお互いの専門分野を補完する形で学生の質問に対応していた．
また質問があると学生はその時その場ですぐに手を挙げて質問をし，教員は可能な限りすぐに対応する習慣があり，また教員は｢いい質問だね｣｢質問してくれてありがとう｣などの言葉を質問の答えと併せて発言するなど，学生達が自由に質問しやすい雰
囲気・環境作りや対応をしていた．さらに，学生同士が教え合ったり質問し合うなどの場面も日常的に見られた．
調査項目｢6.実験や調査の機会を取り入れた｣｢7.教室外での体験的な活動や実習を伴う｣は，それぞれ49.4％，17.5％の割合で実施されていた．今回の授業
参加による実態調査では，大学で行われた授業についてのみを調査項目６，７の対象として調査しており，授業観察実習や授業実践実習などの学外での学習を含んでいない．しかし上記の値を示した理由は，
TSM–102，TSM–303，TSM–450 や TSM–404 で，授業の大半が STEM 授業教材の開発・実践に繋がる
学生達の課題発見解決学習の経験に充てられていたからである．実験室内や屋外での実験・観察体験に基づいてどのような授業実践が可能か，教育的効果が高いか，どのように生徒達の評価を行うかなどの内容で授業が行われていた(図４，５)．またプレゼンテーションの途中で学生が短時間の演示実験を行ったり，授業の途中で生じた疑問に直ちに実験をして対応するなど，手軽に実験が行われていた．
ベネッセ教育総合研究所が｢第３回 大学生の学
習・生活実態調査｣で行った調査項目で，本調査において取り上げなかった項目として，｢大学での学習方法を学ぶ｣｢上級生や下級生と授業時間内にコミュニ
ケーションがとれる｣｢提出物に教員からのコメントが付されて返却される｣がある．
調査項目｢大学での学習方法を学ぶ｣については，

図４ 学生のプロジェクト
実験を教員がサポート

図５ 屋外での実習

大学入学直後に全学生に｢NAU 大学生活ハンドブッ
ク｣が示され学習方法のガイダンスが行われた．さらに PEP の受講希望学生には｢NAUTeach 学生ハンドブック｣が示され PEP の学習方法に焦点化した指導が行われていた．そして教員を志すにあたっての心
構えや適正等のガイダンスが丁寧に行われていた．
また｢リクルートメント・コース｣の授業では，教育倫理や教員の責任についてのケーススタディで，学生達自身が考えたり討論する授業が行われていた．
さらに，授業観察実習や授業実践実習の前後等には，教員は慎重に言葉を選びながらも，服装や態度・言葉使いなどかなり踏み込んだ指導が念入りに行われていた．多様な人種や文化が混在し自由な雰囲気で授業が行われている米国で，十分な事前指導が行わ
れ，理解・納得した学生のみが教員を目指す PEP への本登録を行うことになる．｢リクルートメント・コース｣を担当する教員は，中学校・高等学校での教育現場経験が豊かなベテラン教員であった．
また，調査項目｢提出物に教員からのコメントが付されて返却される｣については参加した各授業の全てにおいて実物調査ができなかった．NAU では，
BbLearn を使った web 上での学習管理が大学全体で行われており，提出物の提出・返却も web 上で行われていたためである．授業担当教員および学生への質問調査により，全ての授業の宿題で，学生から提出された宿題には教員のコメントが付されて返却・フィードバックされていることを確認した．
特に｢レッスン･プラン(Lesson Plan)｣と呼ばれる授業案作成の課題では，｢フィードバック・フォーム(Feedback Form)｣という評価用紙を用い事前に示された評価表(Rubric)の各項目に則して評価され学生へ返却されていた．さらにコメントと改善への提案が箇条書きで示され，質問や不明な点などは直接またはオンライン(BbLearn)で質問できるようになっていた．それ以外の宿題の多くは反転学習により行われる授業の予習であるため提出や返却はない．
しかし宿題をやってこないと授業に参加しても実践的な学習ができないため，授業内で教員により直接確認・指導されていた．
調査項目｢上級生や下級生と授業時間内にコミュ
ニケーションがとれる｣は，今回は各授業での調査項− 10 −

STEM 教育研究 Vol.3 (2021)

目としなかった．各授業には学生達は希望すれば何年生からでも受講することができ，実際に 2018 年度
前期の｢STEM 教育コース配列｣｢特別化した STEMコース｣の各授業には，様々な学年の学生が受講して
いた．

８．まとめ
NAU CSTL で実施されている PEP について，｢NAUTeach 学生ハンドブック｣の内容及び実際の講座への参加による調査結果から概観した．その結果，
NAU CSTL の PEP の特徴として以下の点が指摘できると考えられる．
第１に，段階的な体験的学習により STEM 教員養成ができるよう講座が設定・配列されていた．まず｢リクルートメント･コース｣と呼ばれる入門講座では，学校教育における教員の職務や担う役割のアウトラインについて，学校訪問による授業観察実習，
授業実践実習を含めて体験的に学ぶ．そして学生には，自らの教員への適性と意志を確認する機会が与えられていた．次に PEP に本登録した学生には｢STEM 教育コース配列｣｢特別化した STEM コース｣で理論と実践による体験的学習を段階的におこなうことができるように講座設定されていた．また
プ ロ グ ラ ム の 最 後 に は 教 育 実 習 (Apprentice
Teaching)が 80 日間設定されており，学校現場で教員の職務全般について体験的に学ぶことができるよ
うプログラム設計されていた．
第２に，リクルートメント・コースと，TSM–
301/303 以外の STEM 教育コース配列の講座で，科学・数学の複数教員制による授業が行われており，
領域横断的な STEM 教育コンテンツへの対応が行われていた．そして PBL などの学生による個別の課
題設定でのプロジェクト学習等への対応がなされていた．
また領域横断的な STEM 教員を養成するため，
科学と数学を FM とする学生による同一講座での探究的学習の指導案の作成，授業実践実習の実施，振り返りによる修正等の協働学習による学び合いが行われていた．
第３に，少人数による演習・グループワーク等を中心とした体験的・実践的な授業がおこなわれていた ． 授 業 に お い て は ｢ 学 生 ( 生 徒 ) 中 心 (student –centered)｣が重要視されていた．この用語は，常に授業の中心は｢学生(生徒)｣にあるという考え方を示しており，｢教員中心(teacher–centered)｣の講義形式の授業からのパラダイムシフトを示す用語として用いられていた．学校現場を担う教員のための教育内容としても重要であると共に教員養成授業においても常に大学教員による｢学生中心｣が実践されていた．
そして表２，表３に示されるように．グループワー

クやディスカッション，演習，協同作業，プレゼンテーション等を多く行う学生主導の能動的な学習形態の多い授業となっていた．
第４に，全ての講座で工学と技術を強く意識した授業が行われていた．スタンダードの内容について
三 次 元 で の 学 習 (3D – Learning) に お け る 一 次 元(Dimension1)の｢科学的かつ工学的実践｣に基づき授業案の作成が行われ，実践されていた．｢科学的かつ工学的実践｣では８つの学習法を示しており，｢データの分析と解釈(Analyzing and interpreting data)｣
や｢数学と計算思考の利用(Using mathematics andcomputiational thinking)｣，｢説明の構築と解決策の設 計 (Constructing explanations and designingsolutions)｣などの学習法を行うことを求めている．
これに基づき，授業案には積極的な先端機器の活用
やものづくりによる課題解決が盛り込まれたものとなっていた．
第５に，実践的な NAUTeach のプログラムや学習形態の組み合わせにより BbLearn による学習管理システムが活用されていた．各講座では知識や理解の学習等は宿題として BbLearn で行われるため，授業では教員による講義形式の授業は少なく(表３の｢T 活動｣)宿題として予習した学習内容を実践的に活用した生徒主導の学習活動(表３の｢S 活動｣)の時間が十分に確保されていたと考えられる．また授業観察実習や授業実践実習等の日程調整や連絡等に
BbLearn が活用されていた．さらに 80 日間行われる教育実習では，学生は基本的には実習校におり大学で行われる授業は隔週であるため，教員による指導に BbLearn が効果的に活用されていた．
以上，NAU CSTL の PEP の特徴として５点を示したが，これらの特徴に共通する点として，いずれも実践的・体験的学習に関連する事項であることが挙げられる．これは STEM 教育が，生徒の実生活や実社会に関連した課題に対して生徒達自身が実践的で探究的な学びを領域横断的に行うことにより課題
解 決 し て い く 学 習 法 で あ る (Bybee, 2013) た め ，STEM 教育を担う教員にも同様の体験やその体験を通した学びの経験が不可欠であるからであると考えられる．各授業内では｢hands–on｣という言葉が頻繁に用いられ実践的，体験的のような意味合いで使われていた．｢hands–on｣は，フランク・オッペンハイ
マー(Frank Oppenheimer)が科学館の展示に導入した学習法であり，直接体験を通して科学や芸術を学ぶことが最良の方法であるという考えに基づいている(仙波・小川，2001)．STEM 教育においても生徒の直接体験による学びが重要視されているため，その指導にあたる STEM 教員にとっても実践力は重要であると考えられる．したがって大学での教員養成の授業も｢hands–on｣を重視し，実践的指導力を養う− 11 −

STEM 教育研究 Vol.3 (2021)

ものとなっていたと考えられる．
最後に，NAUTeach には，卒業後教員になった後のサポート・システムも備わっている．大学卒業後の２年間は，｢無料導入プログラム(Free Induction
Program)｣と呼ばれている無料の新人教員サポート
プログラムが用意されている．また全米各州で教員をしている卒業生のネットワークが CSTL 主導で形成されており，卒業後も各地域で卒業生同士の縦のつながりが持てるようになっている．

９．今後の課題
本稿では STEM 教員養成プログラムの概要について報告を行ったが，プログラムの講座配列や授業の実践形式が中心となり，実際に行われた具体的学習
内容にまで報告が及ばなかった．また授業実践実習についてもどのように実施されているのかについて調査が至らなかった．今後の課題としたい．

謝辞
本研究，調査にあたって多大なるご指導・ご協力を賜りましたNAU CSTL所長のPradeep M. Dass博士を初め，同センターのD.Thompson博士，D.Ross
博士，S.Guerrero博士，J.Johanson博士，S.Fray先生， T.Fuller先生，R.WoodruffⅡ先生，L.Giffen氏に深く御礼申し上げます．

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